UNIX: разработка сетевых приложений

Макрокоманда 
SETPASS
 определяет конкретный тип сообщений, который должен пересылаться приложению, а макрокоманда 
SETBLOCK
 блокирует один конкретный тип сообщений. Макрокоманда 
WILLPASS
 возвращает значение 1, если определенный тип пропускается фильтром. Макрокоманда 
WILLBLOCK
 возвращает значение 1, если определенный тип блокирован фильтром, и нуль в противном случае.
В качестве примера рассмотрим приложение, которое будет получать только ICMPv6-извещения маршрутизатора:
struct icmp6_filter myfilt;
fd = Socket(AF_INET6, SOCK_RAW, IPPROTO_ICMPV6);
ICMP6_FILTER_SETBLOCKALL(&myfilt);
ICMP6_FILTER_SETPASS(ND_ROUTER_ADVERT, &myfilt);
Setsockopt(fd, IPPROTO_ICMPV6, ICMP6_FILTER, &myfilt, sizeof(myfilt));
Сначала мы блокируем все типы сообщений (поскольку по умолчанию все типы сообщений пересылаются), а затем разрешаем пересылать только извещения маршрутизатора. Несмотря на то, что мы используем фильтр, приложение должно быть готово к получению всех типов пакетов ICMPv6, потому что любые пакеты ICMPv6, полученные между вызовами 
socket
 и 
setsockopt
, будут добавлены в очередь на сокете. Параметр 
ICMP6_FILTER
 — лишь средство оптимизации условий функционирования приложения.
  
28.5. Программа ping
 
В данном разделе приводится версия программы 
ping
, работающая как с IPv4, так и с IPv6. Вместо того чтобы представить известный доступный исходный код, мы разработали оригинальную программу, и сделано это по двум причинам. Во-первых, свободно доступная программа 
ping
 страдает общей болезнью программирования, известной как «ползучий улучшизм» (стремление к постоянным ненужным усложнениям программы в погоне за мелкими улучшениями): она поддерживает 12 различных параметров. Наша цель при исследовании программы 
ping
 в том, чтобы понять концепции и методы сетевого программирования и не быть при этом сбитыми с толку ее многочисленными параметрами. Наша версия программы 
ping
 поддерживает только один параметр и занимает в пять раз меньше места, чем общедоступная версия. Во-вторых, общедоступная версия работает только с IPv4, а нам хочется показать версию, поддерживающую также и IPv6.
Действие программы ping предельно просто: по некоторому IP-адресу посылается эхо-запрос ICMP, и этот узел отвечает эхо-ответом ICMP. Оба эти сообщения поддерживаются в обеих версиях — и в IPv4, и в IPv6. На рис. 28.1 приведен формат ICMP-сообщений.
Рис. 28.1. Формат сообщений эхо-запроса и эхо-ответа ICMPv4 и ICMPv6
В табл. А.5 и А.6 приведены значения поля тип (type) для этих сообщений и говорится, что значение поля код (code) равно нулю. Далее будет показано, что в поле идентификатор (identifier) указывается идентификатор процесса 
ping
, а значение поля порядковый номер (sequence number) увеличивается на 1 для каждого отправляемого пакета. В поле дополнительные данные (optional data) сохраняется 8-байтовая отметка времени отправки пакета. Правила ICMP-запроса требуют, чтобы идентификатор, порядковый номер и все дополнительные данные возвращались в эхо-ответе. Сохранение отметки времени отправки пакета позволяет вычислить RTT при получении ответа.
  
В листинге 28.1 [1] приведены примеры работы нашей программы. В первом используется версия IPv4, а во втором IPv6. Обратите внимание, что мы установили для нашей программы 
ping
 флаг set-user-ID (установка идентификатора пользователя при выполнении), потому что для создания символьного сокета требуются права привилегированного пользователя.
Листинг 28.1. Примеры вывода программы ping
freebsd % <b>ping www.google.com</b>
PING www.google.com (216.239.57.99): 56 data bytes
64 bytes from 216.239.57.99: seq=0, ttl=53, rtt=5.611 ms
64 bytes from 216.239.57.99: seq=1, ttl=53, rtt=5.562 ms
64 bytes from 216.239.57 99: seq=2, ttl=53, rtt=5.589 ms
64 bytes from 216.239.57.99: seq=3, ttl=53, rtt=5.910 ms
freebsd % <b>ping www.kame.net</b>
PING orange.kame.net (2001:200:0:4819:203:47ff:fea5:3085): 56 data bytes
64 bytes from 2001:200:0:4819:203:47ff:fea5:3085: seq=0, hlim=52, rtt=422.066 ms
64 bytes from 2001:200:0:4819:203:47ff:fea5:3085: seq=1, hlim=52, rtt=417.398 ms
64 bytes from 2001:200:0:4819:203:47ff:fea5:3085: seq=2, hlim=52, rtt=416.528 ms
64 bytes from 2001:200:0:4819.203.47ff:fea5:3085: seq=3, hlim=52, rtt=429.192 ms
На рис. 28.2 приведен обзор функций, составляющих программу 
ping
.
Рис. 28.2. Обзор функций программы ping
Данная программа состоит из двух частей: одна половина читает все, что приходит на символьный сокет, и выводит эхо-ответы ICMP, а другая половина один раз в секунду посылает эхо-запросы ICMP. Вторая половина запускается один раз в секунду сигналом 
SIGALRM
.
В листинге 28.2 приведен заголовочный файл 
ping.h
, подключаемый во всех файлах программы.
Листинг 28.2. Заголовочный файл ping.h
//ping/ping.h
 1 #include &quot;unp.h&quot;
 2 #include &lt;netinet/in_systm.h&gt;
 3 #include &lt;netinet/in.h&gt;
 4 #include &lt;netinet/ip_icmp.h&gt;
 5 #define BUFSIZE 1500
 6 /* глобальные переменные */
 7 char sendbuf[BUFSIZE];
 8 int datalen; /* размер данных после заголовка ICMP */
 9 char *host;
10 int nsent; /* увеличиваем на 1 для каждого sendto() */
11 pid_t pid; /* наш PID */
12 int sockfd;
13 int verbose;
14 /* прототипы функций */